力學是物理學的基礎,而運動學又是力學的基礎,因此運動學的重要性可見一斑。在AP物理C力學考試中,運動學部分占比高達18%,僅次于牛頓定律。運動學考查的知識點又多又雜,但不外乎兩類問題:
1.已知位置方程,求導得速度和加速度;
2.已知加速度(或速度)和初始條件,通過求定積分求速度(或位置)。
下面我們分別通過一道例題來看一下。
1已知位置方程求加速度

解:由加速度的定義a = dv/dt,對題干中v(t)的表達式求導數即得到 a(t) = 6t - 2。令 t = 2,得到a(t=2) = 10。所以該題的正確選項為D。
2已知加速度求速度和位置

解:已知加速度的表達式a=4t和物體的初始速度v(0)=0,初始位置x(0)=10m。根據加速度定義a=dv/dt, dv=adt=4tdt。兩邊求定積分得v(t)-v(0)=2t^2-0,得v(t)=2t^2 。又由v=dx/dt,dx=vdt=2t^2 dt。兩邊求定積分得x(t)-10=(2/3)t^3。以上就是運動學必考的兩大類問題。可以看出,不僅要求同學們牢記加速度、速度等物理量的定義式,還要具備準確求導數和解微分方程的能力。

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